Mientras miles de personas acudieron a ver sistema de lanzamiento espacial de la NASA (SLS) recientemente completar una prueba a gran escala de su refuerzo, pocos eran conscientes de la otra prueba importante que ocurren simultáneamente. proyecto de la NASA de alto rango dinámico estéreo X (HiDyRS-X), un revolucionario de alta velocidad, cámara de alto rango dinámico, filmó la prueba, la grabación de datos de vídeo de propulsión en detalle nunca antes visto.
El proyecto HiDyRS-X originó a partir de un problema que existe cuando se trata de filmar pruebas de motores de cohetes. Rocket motor plumes, además de ser muy alto, también son muy brillantes, lo que dificulta su registro sin necesidad de cortar drásticamente los ajustes de exposición de la cámara. Si lo hace, sin embargo, se oscurece el resto de la imagen, oscureciendo otros componentes importantes en el motor.
Tradicionalmente, las cámaras de vídeo de registro utilizando una sola exposición a la vez, pero HiDyRS-X registros múltiples, tomas de vídeo de cámara lenta a la vez, combinándolos en un alto rango dinámico de vídeo que expone perfectamente todas las áreas de la imagen de vídeo.
El
proyecto HiDyRS-X comenzó como parte de la Iniciativa de la NASA la
tecnología espacial de la Dirección de Misiones Carrera Temprana (ECI),
diseñado para dar a los jóvenes ingenieros la oportunidad de dirigir
proyectos y desarrollar hardware junto con los innovadores líderes en la
industria. Howard
Conyers, un dinamista estructural en el Centro Espacial Stennis de la
NASA, fue galardonado como una subvención de ECI en el año 2015. Después
de la prueba inicial de concepto y una revisión del diseño preliminar,
el proyecto HiDyRS-X se colocó dentro del programa de desarrollo del
juego cambiante de la NASA para completar su primer prototipo . Creado en colaboración con innovadoras de imagen y Research
Corporation, el proyecto fue probado en pequeñas columnas de toberas de
cohetes en Stennis.
La prueba de refuerzo masiva sirvió como una oportunidad única para probar el hardware HiDyRS-X en un entorno a gran escala. La clasificación del motor 2, o QM-2, se llevó a cabo la prueba en las instalaciones de prueba de Orbital ATK en Promontory, Utah, y fue la segunda y última prueba de refuerzo antes del primer vuelo de prueba de SLS a finales de 2018. SLS será el cohete más poderoso en el mundo y se llevará a nuestros astronautas más lejos en el espacio profundo que nunca.
La prueba de refuerzo masiva sirvió como una oportunidad única para probar el hardware HiDyRS-X en un entorno a gran escala. La clasificación del motor 2, o QM-2, se llevó a cabo la prueba en las instalaciones de prueba de Orbital ATK en Promontory, Utah, y fue la segunda y última prueba de refuerzo antes del primer vuelo de prueba de SLS a finales de 2018. SLS será el cohete más poderoso en el mundo y se llevará a nuestros astronautas más lejos en el espacio profundo que nunca.
Image of Space Launch System Qualification Motor 2 test or, QM-2, without using HiDyRS-X camera.
Credits: NASA
Image of Space Launch System Qualification Motor 2 test or, QM-2, with HiDyRS-X camera.
Credits: NASA
Al
pasar de las pruebas a pequeña escala a QM-2, Conyers dice se
observaron los retos más difíciles de compensar el brillo de la pluma de
refuerzo, que es varios órdenes de magnitud más brillante que lo que
habían probado antes. También
se enfrentaron con transporte y montaje de los equipos en el sitio de
prueba QM-2 situado en el desierto de Utah - un entorno remoto
requiriendo el equipo HiDyRS-X para ser autosuficiente, así como
deliberado y metódico en su preparación y establecen arriba. A
diferencia de las pruebas de motores de cohetes de menor escala en
Stennis, impulsores son extremadamente poderoso y, una vez encendido, no
puede ser apagado o reiniciado. El equipo HiDyRS-X tenía una buena oportunidad de conseguir material de archivo.En
los días previos a la prueba de QM-2, el equipo HiDyRS X-doble y triple
comprobar sus conexiones y comienzan los procedimientos para que la
cámara para recoger la mayor cantidad posible material de archivo. En preparación para el día de la prueba, el equipo realizó varias
carreras más secas usa la cámara para asegurarse de que todo estaba
funcionando perfectamente, dice Conyers.Con
miles de personas se reunieron más de una milla de distancia para ver
el penacho de fuego del cohete sólido, Conyers y su equipo estudiaron la
cámara desde una distancia segura, listo para actuar en caso de que
algo ha ido mal. A
medida que el reloj de cuenta atrás hasta cero marcada, la SRB encendió
y el equipo HiDyRS-X observó temporizador automático de la cámara deja
de apagarse. Por suerte, fueron rápidos para golpear el accionamiento manual,
permitiendo a la cámara para encender sólo momentos después de la
ignición.Una
vez activado, la cámara grabó varios segundos de la prueba de dos
minutos antes de que la fuente de energía fue de repente desconectado. En una serie de acontecimientos imprevistos, el poder absoluto de la
dosis de refuerzo sacudió el suelo suficiente para que el cable de
alimentación sea retirado de la caja de alimentación.Después de haber tenido dos cortes inesperados de la cámara durante la prueba, Conyers describió haber sido decepcionado."Me fastidió mucho," dice Conyers. "Sobre todo porque no tuvimos ningún fallos durante las pruebas en seco."Cuando
el equipo revisó la filmación de las cámaras, vieron a un nivel de
detalle a la par con las otras pruebas HiDyRS-X exitosas. El equipo vio varios elementos nunca antes capturadas en la película en una prueba de motor."Me sorprendió ver el soporte de espejo de apoyo en tierra cayendo y los vórtices turbulentos en la pluma", dice Conyers. El equipo fue capaz de reunir datos interesantes de las imágenes a
cámara lenta, y Conyers también descubrió algo más acelerando la
reproducción."Pude ver claramente la estela de escape, la boquilla y el tejido
boquilla de ir a través de sus patrones gimbaling, que es una condición
esperada, pero por lo general no observable en cámara lenta o las tasas
de reproducción normal."Aunque
inicialmente decepcionado con las anomalías de la cámara, Conyers y el
equipo HiDyRS-X salió de QM-2 con la prueba de que su tecnología
trabajado y que tenía la capacidad de proporcionar puntos de vista sin
precedentes de alta exposición pruebas de motores de cohetes. La experiencia prueba también dejó Conyers con dos lecciones importantes aprendidas para el futuro. En
primer lugar, para iniciar la cámara unos diez segundos antes de la
ignición para dar tiempo al equipo de tierra para iniciar la cámara
manualmente en el caso de un fallo del temporizador. La segunda lección, Conyers añade, es entender lo poderoso que las
pruebas de motor son para proteger y asegurar el hardware de la
electrónica de los daños o desconexión correctamente."El fracaso durante la prueba de la cámara es la oportunidad de ser más inteligentes", dice Conyers. "Sin el fracaso, la tecnología y la innovación no es posible."HiDyRS-X
continuará pruebas en Stennis, mientras que un segundo prototipo de la
cámara está construida con capacidades de alcance más avanzados altos
dinámicos, utilizando datos recogidos de los últimos años de
experimentación. El segundo prototipo HiDyRS-X se hará con un proceso de fabricación
mejorado para mejorar las capacidades de alineación de múltiples ajustes
de exposición - un reto superar en el primer prototipo.HiDyRS-X
no sólo se presenta como un juego cambiante tecnología de espera
revolucionar el análisis de vídeo de propulsión, sino que también se
erige como un testimonio de la CTI y el poder de los jóvenes ingenieros
decididos dentro de la NASA. empleados
experimentados de la NASA y empleados por igual recientes tienen la
capacidad de contribuir significativamente a los objetivos de
investigación y desarrollo de la NASA. El énfasis de la CTI en el emparejamiento de los jóvenes ingenieros
con socios de la industria innovadora permite a los avances tecnológicos
que de otro modo sería imposible."El
proyecto Stennis HiDyRS-X ECI continúa siendo una colaboración
pública-privada emocionante y desafiante de la que estamos orgullosos de
ser parte", dice Mary Pagnutti, presidente de la Imaging innovador y
Research Corporation. "Nos ha dado la oportunidad de guiar a los tecnólogos que inician su
carrera y avanzar en la forma en que la imagen y evaluar disparos de
motores de cohetes."
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